660 MW超臨界機(jī)組給煤機(jī)控制回路優(yōu)化

馬生翼 曹天明 張永旺

（山西漳電同華發(fā)電有限公司，山西忻州034114）

0 引言

某電廠一期裝設(shè)兩臺(tái)660 MW燃煤空冷汽輪發(fā)電機(jī)組。給煤機(jī)的作用是根據(jù)磨煤機(jī)或鍋爐負(fù)荷需要，調(diào)節(jié)給煤量，使實(shí)際給煤量與鍋爐負(fù)荷相匹配，以保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各參數(shù)在允許范圍內(nèi)變化。給煤機(jī)的可靠性影響機(jī)組的安全運(yùn)行，給煤機(jī)控制電源取自220 V雙電源切換裝置之后，切換過(guò)程會(huì)造成給煤機(jī)控制回路瞬間失電，給煤機(jī)跳閘；給煤機(jī)電機(jī)通過(guò)變頻器控制轉(zhuǎn)速的快慢，從而控制給煤量，而變頻器電源取自380 V電源切換裝置之后，切換過(guò)程中電壓波動(dòng)易造成變頻器欠壓故障。

1 給煤機(jī)控制回路優(yōu)化前

該電廠給煤機(jī)控制回路由就地控制柜構(gòu)成，控制電源來(lái)自爐側(cè)控制電源柜，UPS與保安兩路電源切換之后送到給煤機(jī)控制柜，DCS遠(yuǎn)方以及就地的啟停指令通過(guò)K2、K3繼電器接點(diǎn)構(gòu)成的自保持回路形成給煤機(jī)運(yùn)行與停止的控制回路以及給煤機(jī)各種異常聲音報(bào)警。K2繼電器常開(kāi)接點(diǎn)分別接到給煤機(jī)啟動(dòng)指令達(dá)到自保持的目的，并啟動(dòng)指示燈；K3繼電器常開(kāi)接點(diǎn)分別接到給煤機(jī)變頻器的5、9端子處，從而控制變頻器的運(yùn)行，另外接到給煤機(jī)演算器的端子排，從而控制演算器的運(yùn)行。機(jī)組正常運(yùn)行期間，如果UPS與保安電源切換，會(huì)造成K2、K3繼電器線圈瞬間失電，接點(diǎn)斷開(kāi)，導(dǎo)致給煤機(jī)控制回路斷開(kāi)，變頻器以及演算器停止工作，造成給煤機(jī)跳閘；當(dāng)K2、K3繼電器本身燒壞或者接點(diǎn)接觸不時(shí)良，也會(huì)造成給煤機(jī)控制回路斷開(kāi)，變頻器以及演算器停止工作，造成給煤機(jī)跳閘，導(dǎo)致機(jī)組甩負(fù)荷或者鍋爐滅火。

優(yōu)化前給煤機(jī)繼電器控制回路如圖1所示。

圖1 優(yōu)化前給煤機(jī)繼電器控制回路

給煤機(jī)電機(jī)通過(guò)變頻器控制，從而控制給煤量大小。該電廠變頻器采用AB POWER FIEX40，具有故障監(jiān)視功能，出現(xiàn)重要故障時(shí)變頻器停止運(yùn)行，故障消失且復(fù)位之后才能重新啟動(dòng)變頻器。而變頻器電源取自爐側(cè)兩路380 V電源切換裝置之后，切換過(guò)程中電壓波動(dòng)易造成變頻器報(bào)故障。數(shù)據(jù)研究表明，當(dāng)變頻器直流母線電壓低于85%時(shí)，發(fā)F004報(bào)警。在給煤機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果電源切換，電壓波動(dòng)，也會(huì)造成F004故障，而此故障需要運(yùn)行人員就地手動(dòng)復(fù)位，遠(yuǎn)方或者就地才能重新啟動(dòng)變頻器，即給煤機(jī)才能重新運(yùn)行，操作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，給鍋爐燃燒及機(jī)組安全運(yùn)行帶來(lái)極大隱患。

2 優(yōu)化及革新內(nèi)容

為了防止UPS與保安電源切換，造成K2、K3繼電器線圈瞬間失電，或者K2、K3繼電器本身不可靠（如線圈燒壞或者接點(diǎn)接觸不良），造成給煤機(jī)控制回路斷開(kāi)，變頻器以及演算器停止工作，給煤機(jī)跳閘，現(xiàn)將給煤機(jī)自保持控制回路以及報(bào)警回路改成由PLC控制，PLC采用西門子S7-200系列，PLC輸入端分別接入DCS啟動(dòng)指令、DCS停止指令、就地啟動(dòng)指令、就地停止指令，經(jīng)過(guò)梯形圖邏輯達(dá)到自保持回路，最后通過(guò)輸出線圈分別輸出Q0.0啟動(dòng)變頻器指令以及Q0.1啟動(dòng)演算器指令，Q0.0接到變頻器端子排，QO.1接到演算器端子排。Q1.7為啟動(dòng)給煤機(jī)報(bào)警喇叭指令，Q0.5為送到DCS的給煤機(jī)運(yùn)行反饋信號(hào)，Q0.7為延遲啟動(dòng)給煤機(jī)清掃電機(jī)指令。

優(yōu)化后給煤機(jī)繼電器控制回路如圖2所示。

給煤機(jī)變頻器采用AB POWER FIEX40，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員研究，該變頻器A093參數(shù)為自動(dòng)重新啟動(dòng)延遲時(shí)間，A092參數(shù)為自動(dòng)重新啟動(dòng)次數(shù)。當(dāng)變頻器故障發(fā)生后，按照A093設(shè)置的延遲時(shí)間自動(dòng)復(fù)位故障，如果引起故障條件不存在，故障將復(fù)位并且變頻器將重新啟動(dòng)。此類故障變頻器上電之后最多復(fù)位的次數(shù)為A092所設(shè)置的值。結(jié)合變頻器廠家意見(jiàn)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，現(xiàn)將A092參數(shù)設(shè)置為9次，A093參數(shù)設(shè)置為3 s，滿足了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際要求。

3 應(yīng)用效果

圖2 優(yōu)化后給煤機(jī)繼電器控制回路

給煤機(jī)220 V控制回路優(yōu)化后進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)：對(duì)給煤機(jī)控制回路220 V兩路電源進(jìn)行互相切換，運(yùn)行中的給煤機(jī)控制回路未失電，給煤機(jī)無(wú)異常跳閘現(xiàn)象，煤量未出現(xiàn)波動(dòng)，220 V控制回路可靠性得到了提高，保證了控制電源切換不會(huì)造成給煤機(jī)異常跳閘。

修改給煤機(jī)變頻器參數(shù)，增加自動(dòng)復(fù)位功能，進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)：在DCS上啟動(dòng)給煤機(jī)加出力至30 t/h，斷開(kāi)給煤機(jī)380 V電源，在給煤機(jī)變頻器發(fā)F004報(bào)警后2～3 s內(nèi)，再立即給上電源，變頻器故障自動(dòng)復(fù)位，F(xiàn)004報(bào)警消失，給煤機(jī)煤量最小降至17 t/h，又很快自動(dòng)恢復(fù)原出力30 t/h，數(shù)據(jù)表明給煤機(jī)380 V電源波動(dòng)時(shí)，變頻器故障實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位，給煤機(jī)煤量雖出現(xiàn)瞬時(shí)波動(dòng)，但能很快恢復(fù)正常煤量運(yùn)行，很好地保證了鍋爐的燃燒穩(wěn)定性，可防范鍋爐燃燒不穩(wěn)造成設(shè)備跳閘等危險(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

給煤機(jī)原控制回路設(shè)計(jì)先天性的缺陷及內(nèi)部元件繼電器的老化，繼電器性能不好引起觸點(diǎn)接觸不良，造成了給煤機(jī)頻繁無(wú)故跳閘的現(xiàn)象。給煤機(jī)的頻繁跳閘給機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了安全隱患，并影響了機(jī)組的發(fā)電量及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)給煤機(jī)加裝PLC控制器以及對(duì)變頻器增加報(bào)警自動(dòng)復(fù)位功能之后，給煤機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行得到有效保障，這就降低了因給煤機(jī)頻繁跳閘引起的機(jī)組發(fā)電量不穩(wěn)定性，保證了機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)約了檢修成本，并減少了工作人員的檢修維護(hù)量，提高了設(shè)備的可靠性和安全性，延長(zhǎng)了設(shè)備壽命，減少了設(shè)備資金的投入，杜絕了不必要的費(fèi)用發(fā)生。從機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，該給煤機(jī)控制回路的優(yōu)化，對(duì)于提高同類給煤機(jī)運(yùn)行可靠性具有借鑒和推廣意義。

[1]曲良森.滄東電廠一期給煤機(jī)控制回路優(yōu)化分析[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2014（32）：74.

[2]王振海，孫惠，張婷婷，等.給煤機(jī)頻繁故障分析及解決方法[J].內(nèi)蒙古石油化工，2012（22）：65-68.